Bolhas de Sabão Geladas, Gelo Instantâneo e Outros Fenómenos de Inverno Explicados

Numa altura em que o frio tem estado bem mais presente, explicamos alguns efeitos que têm circulado em vídeos virais.

Publicado 7/02/2018, 19:51
Perceba como se pode transformar água a ferver em gelo
4 de janeiro de 2017 – Quando as temperaturas caem, a água a ferver pode congelar quase instantaneamente. Quando a água atinge uma temperatura de 0,01°C (32.018°F), pode existir em estado líquido, em estado gasoso e em estado sólido ao mesmo tempo. A água a ferver, em estado líquido, faz com que as moléculas se afastem até à vaporização, fazendo com que a água passe ao estado gasoso. Atirar água a ferver para o ar gelado transforma-a em gotículas quentes, e por estarem tão quentes começam a vaporizar. O ar frio não consegue reter tanto vapor de água como o ar quente e o ar fica condensado. As gotículas congelam rapidamente e transformam-se em cristais de gelo – criando um belo exemplo científico.

Está tanto frio em alguns países, que uma chávena de água a ferver atirada ao ar pode cristalizar e transformar-se em gelo e neve antes de bater no chão.

Numa altura em que as temperaturas baixas ou negativas, os ventos fortes e a neve se fazem sentir por toda a Europa, circulam alguns vídeos que mostram fenómenos impressionantes e estranhos a acontecer.

Eis a ciência subjacente aos vídeos que se tornaram virais com o frio:

ÁGUA A FERVER QUE SE TRANSFORMA EM NEVE

"A água é uma substância especial", diz Taneil Uttal, especialista em climatologia do Ártico da Agência Norte-Americana para o Mar e a Atmosfera (National Oceanic and Atmospheric Administration — NOAA), uma vez que pode apresentar-se em estado líquido, gasoso e sólido ao mesmo tempo.

É o chamado ponto triplo, e as temperaturas têm de atingir 0,01°C para que aconteça, explica Uttal.

Quando fervemos água, estamos a conferir energia à água em estado líquido. A energia faz com que as moléculas se afastem umas das outras até a água se transformar em vapor e passar ao estado gasoso.

"Quando atiramos [água a ferver] ao ar, a água quente dispersa-se em gotículas quentes", diz Uttal.

Por serem tão quentes, as gotículas começam a reduzir-se a vapor. E como o ar frio não é capaz de suportar tanto vapor de água como o ar mais quente, a água condensa-se. As temperaturas extremamente frias congelam as gotículas de água, que caem como cristais de gelo.

Esta explicação também se aplica a um vídeo viral de 2014 de um homem no Ontário a disparar vapor de uma pistola de água à temperatura atmosférica de -41°C. A água quente na pistola de água entra em contacto com o ar frio e condensa-se imediatamente em cristais de gelo.

NUVENS GELADAS SOBRE LAGOS

Durante os invernos típicos dos EUA, o ar que encima os grandes lagos é suficientemente quente para não conseguirmos ver as gotículas a olho nu quando a água se evapora. Mas, em condições de frio extremo, o vapor da água congela instantaneamente e cria nevoeiro de gelo.

"No Ártico, chamamos escarcha e este fenómeno", afirma Uttal, cuja investigação a leva muitas vezes ao Ártico. "Os nossos instrumentos ficam cobertos de escarcha dos nevoeiros de gelo."

De acordo com Uttal, as temperaturas podem descer ao ponto de a escarcha chegar a congelar as pestanas. "Na verdade, foi por isso que não levei um par de óculos [com armação] de metal nos últimos anos. Compro óculos de plástico para evitar que a escarcha congele as armações, colando-as à minha cara."

BOLAS DE SABÃO CONGELADAS

 
As bolas de sabão formam-se quando uma camada de moléculas de água ficam presas entre duas camadas de moléculas de sabão. Quando o ar está frio, a camada de água fica congelada antes de a bola de sabão rebentar.

Depois de a camada de água se solidificar, o ar dentro da bola vai começar a dissipar-se. De acordo com Bryan Wunar, diretor de iniciativas comunitárias do Centro para o Desenvolvimento do Ensino de Ciência do Museu da Ciência e da Indústria, em Chicago, quanto mais frio estiver o ar, mais tempo a bola manterá a forma.

"O ar no interior da bola irá dissipar-se mais rapidamente se a temperatura for mais quente e mais lentamente se a temperatura for mais fria", diz Wunar. "Se estiver muito frio, como é o caso das temperaturas negativas a que temos assistido na última semana, as bolas podem formar cristais de gelo. Em vez de rebentarem, [as bolas] estalam depois de se transformarem numa estrutura cristalina."

Segundo Wunar, por vezes, é possível ver o ar a dissipar-se na estrutura de sabão semirrígida.

"Acontece um processo muito parecido com o dos balões e dos pneus dos automóveis", diz.

Por Que Razão Não Congelam as Cataratas do Niágara
3 de janeiro de 2017 — O frio extremo deste ano voltou a transformar a zona em redor das Cataratas do Niágara numa fantástica paisagem de gelo. Apesar das reportagens sensacionalistas da comunicação social, as cataratas não irão congelar em breve. Mesmo sem este mítico congelamento, numa altura em que o Estado de Nova Iorque e do Ontário são assolados por temperaturas baixas nunca vistas, continua a haver muito gelo e muita neve na região.

Um balão em temperaturas negativas esvazia-se porque o frio abranda as moléculas de ar dentro da estrutura semirrígida, explica Wunar. "Se levarmos o balão para um local mais quente, irá começar a encher-se novamente."

Wunar adverte para o facto de haver muita gente a encher os pneus sem saber que a pressão dos mesmos voltará a aumentar assim que o tempo melhore: "É um erro comum. As pessoas não sabem que, na verdade, estão a encher os pneus para lá do limite."

Wunar considera que os vídeos virais são bons para a comunidade científica; "É estimulante podermos usar [o tempo frio] para levar as pessoas a pensar criticamente sobre o mundo que as rodeia."

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